DE102009058300B4 - Emission control system with control device - Google Patents

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Abstract

Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung, welches mit einem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (13), einem Speicherabschnitt (20), der ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel (25) speichert, einem Heizabschnitt (21, 22), der das feste oder flüssige Reduktionsmittel (25) erhitzt, und einer Reduktionsmittel-Zuführeinrichtung (15, 31), um einer Abgasleitung (11) stromaufwärts des selektiven katalytischen Reduktionskatalysators (13) ein gasförmiges Reduktionsmittel zuzuführen, welches durch Erhitzen des festen oder flüssigen Reduktionsmittels verdampft worden ist, versehen ist, wobei
- der Heizabschnitt (21) die Abgaswärme in der Abgasleitung (11) als Wärmequelle verwendet, und
- eine Wärme-Steuerungseinrichtung (40) eine Wärmezufuhrmenge eines Abgases steuert, die von dem Heizabschnitt (21) dem Speicherabschnitt (20) zugeführt wird.

Figure DE102009058300B4_0000
An exhaust gas purification system with a control device which comprises a selective catalytic reduction catalyst (13), a storage section (20) which stores a solid or liquid reducing agent (25), a heating section (21, 22) which heats the solid or liquid reducing agent (25), and a reducing agent supply means (15, 31) for supplying a gaseous reducing agent, which has been vaporized by heating the solid or liquid reducing agent, to an exhaust pipe (11) upstream of the selective catalytic reduction catalyst (13)
- The heating section (21) uses the exhaust heat in the exhaust pipe (11) as a heat source, and
- A heat control device (40) controls a heat supply amount of an exhaust gas, which is supplied from the heating section (21) to the storage section (20).
Figure DE102009058300B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung und insbesondere auf ein Abgasreinigungssystem, das ein System zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-System) aufweist.The present invention relates to an exhaust gas purification system with control device, and more particularly to an exhaust gas purification system having a selective catalytic reduction (SCR) system.

Das SCR-System ist als Abgasreinigungssystem für Motoren (insbesondere für Dieselmotoren) entwickelt worden, welches Abgas von Stickoxiden (NOx) reinigt.The SCR system has been developed as an exhaust gas purification system for engines (especially for diesel engines) which purifies exhaust gas from nitrogen oxides (NOx).

Die JP 2002- 4 840 A zeigt ein SCR-System, in welchem ein SCR-Katalysator in einer Abgasleitung vorgesehen ist, wobei dem SCR-Katalysator Ammoniakgas als NOx-Reduktionsmittel zugeführt wird. In diesem System wird ein festes Reduktionsmittel, wie z.B. fester Harnstoff, in einem Vorratstank gespeichert, wobei das feste Reduktionsmittel zur Verflüssigung von einer elektrischen Heizung erhitzt wird. Anschließend wird das flüssige Reduktionsmittel der Abgasleitung stromaufwärts des SCR-Systems zugeführt. Dabei wird das Reduktionsmittel in der Abgasleitung verdampft, um das gasförmige Reduktionsmittel und das NOx in dem Abgas miteinander zu reagieren. Das heißt, es wird unter Verwendung von Ammoniak als Reduktionsmittel eine Reduktionsreaktion des NOx in dem SCR-Katalysator durchgeführt, so dass das NOx reduziert und das Abgas davon gereinigt wird.JP 2002-4 840 A shows an SCR system in which an SCR catalyst is provided in an exhaust pipe, wherein ammonia gas is supplied to the SCR catalyst as NOx reducing agent. In this system a solid reducing agent, e.g. solid urea, stored in a storage tank, wherein the solid reducing agent is heated for liquefaction by an electric heater. Subsequently, the liquid reducing agent is supplied to the exhaust pipe upstream of the SCR system. At this time, the reducing agent in the exhaust passage is evaporated to react the gaseous reducing agent and the NOx in the exhaust gas with each other. That is, by using ammonia as the reducing agent, a reduction reaction of the NOx in the SCR catalyst is performed so that the NOx is reduced and the exhaust gas is purified therefrom.

Vorzugsweise wird für den Fall, dass ein festes NOx-Reduktionsmittel dem System bereitgestellt wird, das Reduktionsmittel der Abgasleitung zugeführt, nachdem das feste Reduktionsmittel in ein flüssiges oder gasförmiges Reduktionsmittel umgewandelt worden ist. Für den Fall, dass eine elektrische Heizung verwendet wird, um das feste Reduktionsmittel zu verflüssigen, ist eine Energieversorgungsvorrichtung notwendig, um der elektrischen Heizung elektrische Energie zuzuführen. Für den Fall, dass eine fahrzeugeigene Batterie als Energieversorgungsvorrichtung verwendet wird, fällt die Batteriespannung durch den Energieverbrauch der elektrischen Heizung ab. Um den Abfall der Batteriespannung auszugleichen, ist es notwendig, den Verbrennungsmotor zu betreiben, was den Kraftstoffverbrauch erhöhen könnte.Preferably, in the case where a solid NOx reducing agent is provided to the system, the reducing agent is supplied to the exhaust passage after the solid reducing agent has been converted into a liquid or gaseous reducing agent. In the case that an electric heater is used to liquefy the solid reducing agent, a power supply device is necessary to supply electric power to the electric heater. In the event that an in-vehicle battery is used as the power supply device, the battery voltage drops due to the power consumption of the electric heater. To compensate for the drop in battery voltage, it is necessary to operate the engine, which could increase fuel consumption.

Aus der DE 10 2006 025 257 A1 sind ferner ein Verfahren und ein Programmalgorithmus zum Betreiben eines in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, angeordneten Katalysators bekannt. Bei diesem Verfahren werden im Abgas der Verbrennungskraftmaschine enthaltene Stickoxide unter Beteiligung eines chemischen Reduktionsmittels, das vom Reduktionskatalysator gespeichert wird, reduziert.From the DE 10 2006 025 257 A1 Furthermore, a method and a program algorithm for operating a catalytic converter arranged in an exhaust system of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, are known. In this method, nitrogen oxides contained in the exhaust gas of the internal combustion engine are reduced with the participation of a chemical reducing agent, which is stored by the reduction catalyst.

Es ist angesichts der obigen Umstände Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung bereitzustellen, welches Wärmeenergie effektiv nutzen und eine NOx-Reinigung angemessen durchführen kann.In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide an exhaust purification system with control apparatus which can effectively utilize heat energy and adequately perform NOx purification.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by an exhaust gas purification system with control device according to claim 1. Advantageous developments are subject of the dependent claims.

Es ist vorstellbar, dass in einem mit dem SCR-System versehenes Abgasreinigungssystem ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel als ein NOx-Reduktionsmittel gespeichert wird, das feste oder flüssige Reduktionsmittel erhitzt wird, um ein gas- oder dampfförmiges Reduktionsmittel zu erzeugen, und anschließend einer Abgasleitung zugeführt wird. Somit kann NOx ausreichend von einem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (SCR-Katalysator) reduziert werden. Die vorliegende Erfindung befasst sich insbesondere mit der Abgaswärme eines Verbrennungsmotors als einer Wärmequelle zur Sublimation oder Verdampfung des festen und flüssigen Reduktionsmittels. Die dem festen und flüssigen Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge wird unter Nutzung der Abgaswärme als Wärmequelle gesteuert.It is conceivable that in an exhaust gas purification system provided with the SCR system, a solid or liquid reducing agent is stored as a NOx reducing agent, the solid or liquid reducing agent is heated to produce a gaseous or vaporous reducing agent, and then supplied to an exhaust pipe becomes. Thus, NOx can be sufficiently reduced by a selective catalytic reduction catalyst (SCR catalyst). The present invention is particularly concerned with the exhaust heat of an internal combustion engine as a heat source for sublimation or vaporization of the solid and liquid reductant. The amount of heat supplied to the solid and liquid reducing agent is controlled using the exhaust heat as a heat source.

Das heißt, ein Abgasreinigungssystem der vorliegenden Erfindung wird auf ein System angewendet, das einen selektiven katalytischen Reduktionskatalysator und einen Speicherabschnitt, der ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel speichert, aufweist. Weiterhin weist das System einen Heizabschnitt, der das feste oder flüssige Reduktionsmittel erhitzt und eine Reduktionsmittel-Zuführeinrichtung auf, um einer Abgasleitung stromaufwärts des selektiven katalytischen Reduktionskatalysators ein gas- oder dampfförmiges Reduktionsmittel zuzuführen, welches durch Erhitzen des festen oder flüssigen Reduktionsmittels erzeugt worden ist.That is, an exhaust gas purification system of the present invention is applied to a system comprising a selective catalytic reduction catalyst and a storage section storing a solid or liquid reducing agent. Further, the system includes a heating section that heats the solid or liquid reducing agent and a reductant supplying device for supplying a gas or vapor reducing agent, which has been generated by heating the solid or liquid reducing agent, to an exhaust passage upstream of the selective catalytic reduction catalyst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet der Heizabschnitt eine Abgaswärme in der Abgasleitung als Wärmequelle, und steuert eine Wärme-Steuerungseinrichtung eine Wärmezufuhrmenge aus dem Abgas, die dem Speicherabschnitt von dem Heizabschnitt zugeführt wird. Da das Abgas eines Verbrennungsmotors als Wärmequelle genutzt wird, um das gas- oder dampfförmige Reduktionsmittel zu erzeugen, kann der Energieverbrauch im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, in dem das gas- oder dampfförmige Reduktionsmittel aus dem festen oder flüssigem Reduktionsmittel ausschließlich durch die Verwendung einer elektrischen Heizung erzeugt wird. Außerdem kann ein Mangel oder ein Überschuss an Reduktionsmittel, das dem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator zugeführt wird, begrenzt werden, da die dem Reduktionsmittel aus dem Abgas zugeführte Wärmemenge eingestellt wird. Somit wird die Energie effektiv genutzt und das Abgas von NOx gereinigt.According to the present invention, the heating section uses exhaust heat in the exhaust passage as a heat source, and a heat control means controls a heat supply amount from the exhaust gas supplied from the heating section to the storage section. Since the exhaust gas of an internal combustion engine is used as a heat source to generate the gaseous or vaporous reducing agent, the energy consumption can be reduced compared to the case where the gaseous or vaporous reductant of the solid or liquid reducing agent is used exclusively by the use of a electric heating is generated. In addition, a deficiency or excess of reducing agent supplied to the selective catalytic reduction catalyst may be limited since the reducing agent is adjusted from the exhaust gas supplied amount of heat. Thus, the energy is used effectively and the exhaust gas is purified by NOx.

Die dem festen oder flüssigen Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge variiert in Abhängigkeit von der Durchflussrate des Abgases. Bei einer höheren Durchflussrate des Abgases ist die dem Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge größer. Außerdem variiert die Abgaswärme, die eine Wärmequelle des Heizabschnitts ist, in Abhängigkeit des Motor-Betriebszustands oder eines Zustands einer stromaufwärts des SCR-Katalysators angeordneten Abgasreinigungsvorrichtung. Wenn z.B. ein Filter (Dieselpartikelfilter), der Partikeln aus dem Abgas filtert, in der Abgasleitung angeordnet ist, wird die Abgastemperatur während der Regeneration des DPF übermäßig hoch (z.B. 600 C° bis 650 C°) und die Abgaswärme wird erhöht. In diesem Fall ist es notwendig, die Wärmezufuhr zu dem Reduktionsmittel zu begrenzen.The amount of heat supplied to the solid or liquid reducing agent varies depending on the flow rate of the exhaust gas. At a higher flow rate of the exhaust gas, the amount of heat supplied to the reducing agent is greater. In addition, the exhaust heat, which is a heat source of the heating section, varies depending on the engine operating state or a state of an exhaust gas purification device arranged upstream of the SCR catalyst. If e.g. a filter (diesel particulate filter) that filters particles from the exhaust gas is disposed in the exhaust passage, the exhaust gas temperature during the regeneration of the DPF becomes excessively high (for example, 600 ° C to 650 ° C), and the exhaust heat is increased. In this case, it is necessary to limit the heat input to the reducing agent.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung eine Durchflussraten-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Durchflussrate eines Abgases, welches die Wärmequelle des Heizabschnitts ist, und steuert die Wärme-Steuerungseinrichtung die Durchflussrate des Abgases durch Ansteuern der Durchflussraten-Einstelleinrichtung, um so die zugeführte Wärmemenge zu steuern. Daher kann die dem Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge durch die Variation der Durchflussrate des Abgases eingestellt werden, so dass vorzugsweise die Menge des gasförmigen Reduktionsmittels (zum Beispiel Ammoniakgas) gesteuert werden kann.According to another aspect of the present invention, the exhaust gas purification system with control apparatus includes a flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of an exhaust gas which is the heat source of the heating portion, and the heat control means controls the flow rate of the exhaust gas by controlling the flow rate adjusting means so as to control the flow rate to control the amount of heat supplied. Therefore, the amount of heat supplied to the reducing agent can be adjusted by the variation of the flow rate of the exhaust gas, so that preferably the amount of the gaseous reducing agent (for example, ammonia gas) can be controlled.

Weiterhin ist eine von der Abgasleitung abgezweigte Umgehungsleitung und in der Umgehungsleitung ein Durchflussraten-Einstellventil vorgesehen. Die Umgehungsleitung und das Durchflussraten-Einstellventil entsprechen der Durchflussraten-Einstelleinrichtung. Durch eine Einstellung des Öffnungsgrads des Durchflussraten-Einstellventils kann die dem festen oder flüssigen Reduktionsmittel von dem Abgas in der Umgehungsleitung zugeführte Wärmemenge gesteuert werden. Die Abgaswärme in der Umgehungsleitung wird genutzt, um das Reduktionsmittel zu erhitzen. Wenn die Durchflussrate des Abgases durch das Durchflussraten-Einstellventil verringert wird, strömt ein Großteil des Abgases durch die Abgasleitung, so dass verhindert wird, dass Abgas in der Abgasleitung verbleibt.Furthermore, a branched off from the exhaust pipe bypass line and in the bypass line, a flow rate adjustment valve is provided. The bypass line and the flow rate adjustment valve correspond to the flow rate adjustment device. By adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve, the amount of heat supplied to the solid or liquid reducing agent from the exhaust gas in the bypass passage can be controlled. The exhaust heat in the bypass is used to heat the reductant. When the flow rate of the exhaust gas is reduced by the flow rate adjustment valve, a majority of the exhaust gas flows through the exhaust passage, so that exhaust gas is prevented from remaining in the exhaust passage.

Wie oben beschrieben ist es vorstellbar, dass die Abgastemperatur übermäßig hoch wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist an dem Speicherabschnitt eine Kühlmittel-Kreislaufleitung vorgesehen, durch welche ein Motorkühlmittel fließt. Die Wärme-Steuerungseinrichtung bestimmt, ob die dem Speicherabschnitt von dem Heizabschnitt zugeführte Wärmemenge zu groß ist. Wenn festgestellt wird, dass die dem Speicherabschnitt zugeführte Wärmemenge zu groß ist, reduziert das Motorkühlmittel, welches durch die Kühlmittel-Kreislaufleitung fließt, die dem Speicherabschnitt zugeführte Wärmemenge. Dadurch kann die dem Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge begrenzt werden, da der Speicherabschnitt von dem Motorkühlmittel gekühlt wird. Weiterhin wird verhindert, dass ein Übermaß an flüssigem Reduktionsmittel erzeugt wird.As described above, it is conceivable that the exhaust gas temperature becomes excessively high. According to another aspect of the present invention, there is provided at the storage portion a refrigerant circulation passage through which an engine coolant flows. The heat controller determines whether the amount of heat supplied to the storage section from the heating section is too large. If it is determined that the amount of heat supplied to the storage portion is too large, the engine coolant flowing through the refrigerant circulation passage reduces the amount of heat supplied to the storage portion. Thereby, the amount of heat supplied to the reducing agent can be limited since the storage portion is cooled by the engine coolant. Furthermore, it is prevented that an excess of liquid reducing agent is generated.

Für den Fall, dass die dem Speicherabschnitt zugeführte Wärmemenge durch das Motorkühlmittel gesteuert wird, kann in der Kühlmittel-Kreislaufleitung eine Einrichtung zur Einstellung der Durchflussrate des Motorkühlmittels vorgesehen sein. Dadurch kann die Steuergenauigkeit der Zufuhr der Wärmemenge verbessert werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, das dem Speicherabschnitt zugeführte Motorkühlmittel durch einen Kühler zu kühlen.In the case that the amount of heat supplied to the storage portion is controlled by the engine coolant, a means for adjusting the flow rate of the engine coolant may be provided in the coolant circulation passage. Thereby, the control accuracy of the supply of the heat quantity can be improved. Furthermore, it is advantageous to cool the engine coolant supplied to the storage section by a cooler.

Wenn sich der Motor in der Startphase oder im Leerlauf befindet, ist die Abgastemperatur niedrig. Es ist vorstellbar, dass nicht genug Abgaswärme erhalten werden kann, um Ammoniakgas aus dem festen oder flüssigen Reduktionsmittel zu erzeugen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Heizabschnitt ein Heizelement auf, welches durch elektrische Energie Wärme erzeugt, und stellt die Wärme-Steuerungseinrichtung fest, ob die Wärmezufuhr von dem Heizabschnitt zu dem Speicherabschnitt unzureichend ist. Wenn festgestellt wird, dass die Wärmezufuhr zu dem Speicherabschnitt unzureichend ist, wird dem Speicherabschnitt Wärme von dem Heizelement zugeführt. Somit wird dem festen oder flüssigen Reduktionsmittel Wärme von dem Heizelement zugeführt, wenn die Wärmezufuhr von der Abgaswärme unzureichend ist, um so im Wesentlichen zu verhindern, dass das Ammoniakgas, welches dem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator zugeführt werden soll, zur Neige geht. Das heißt, das Heizelement wird ergänzend verwendet, wenn die aus der Abgaswärme zugeführte Wärme unzureichend ist. Daher wird der Energieverbrauch im Vergleich zu dem Fall, in dem nur das Heizelement (elektrische Heizung) verwendet wird, vorzugsweise verringert.When the engine is in the starting phase or idling, the exhaust gas temperature is low. It is conceivable that not enough exhaust heat can be obtained to produce ammonia gas from the solid or liquid reductant. According to another aspect of the present invention, the heating section has a heating element that generates heat by electric power, and the heat control device determines whether the heat supply from the heating section to the storage section is insufficient. When it is determined that the heat supply to the storage portion is insufficient, heat is supplied to the storage portion from the heating element. Thus, heat is supplied from the heating element to the solid or liquid reducing agent when the heat input from the exhaust heat is insufficient so as to substantially prevent the ammonia gas to be supplied to the selective catalytic reduction catalyst from running out. That is, the heating element is used in addition when the heat supplied from the exhaust heat is insufficient. Therefore, power consumption is preferably reduced as compared with the case where only the heating element (electric heater) is used.

Für den Fall, dass die Abgaswärme verwendet wird, um den Aggregatzustand des Reduktionsmittels zu verändern, ist es vorstellbar, dass die Abgastemperatur einhergehend mit der Wärmeenergieübertragung abnimmt. Unterdessen ist es notwendig, den Katalysator bei seiner Betriebstemperatur zu halten, um die Reaktion in dem Abgasreinigungskatalysator zu beschleunigen.In the case that the exhaust heat is used to change the state of aggregation of the reducing agent, it is conceivable that the exhaust gas temperature decreases along with the thermal energy transfer. Meanwhile, it is necessary to keep the catalyst at its operating temperature to accelerate the reaction in the exhaust gas purifying catalyst.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind ein Filter, der Partikeln aus dem Abgas filtert, und ein Oxidationskatalysator, der die Oxidationsreaktion von Stickoxiden in dem Abgas beschleunigt, in der Abgasleitung vorgesehen. Der Heizabschnitt nimmt stromabwärts von dem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator, dem Filter oder dem Oxidationskatalysator die Abgaswärme aus dem Abgas als Wärmequelle auf. Die Reinigungsfunktion des Abgasreinigungskatalysators und die des Filters werden dabei aufrechterhalten, da die Abgaswärme stromabwärts von dem Filter (DPF), dem Oxidationskatalysator oder dem SCR-Katalysator für die Veränderung des Aggregatszustands des Reduktionsmittels verwendet wird. Das heißt, es wird durch die Nutzung der Abgaswärme stromabwärts des DPF vermieden, dass eine Reaktionswärme für die Regeneration des DPF an den Speicherabschnitt weitergeleitet wird. Ferner wird die Abgaswärme stromabwärts des Oxidationskatalysators genutzt, so dass die Reaktionswärme der Oxidationsreaktion für die Erwärmung des Reduktionsmittels genutzt werden kann.According to another aspect of the present invention, a filter that filters particulates from the exhaust gas and an oxidation catalyst, which is the Oxidation reaction of nitrogen oxides in the exhaust gas accelerated, provided in the exhaust pipe. The heating section receives the exhaust heat from the exhaust gas as a heat source downstream of the selective catalytic reduction catalyst, the filter or the oxidation catalyst. The purifying function of the exhaust gas purifying catalyst and that of the filter are thereby maintained because the exhaust gas heat downstream from the filter (DPF), the oxidation catalyst or the SCR catalyst is used to change the state of aggregation of the reducing agent. That is, by utilizing the exhaust heat downstream of the DPF, heat of reaction for regeneration of the DPF is prevented from being forwarded to the storage portion. Furthermore, the exhaust heat is used downstream of the oxidation catalyst, so that the heat of reaction of the oxidation reaction can be used for the heating of the reducing agent.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung einen Gasspeicherabschnitt auf, der das durch Erhitzen des Heizabschnitts erzeugte gas- oder dampfförmige Reduktionsmittel speichert. Der Gasspeicherabschnitt ist zwischen dem Speicherabschnitt und der Reduktionsmittel-Zuführeinrichtung angeordnet. Die Wärme-Steuerungseinrichtung steuert in Abhängigkeit von einem Druck in dem Gasspeicherabschnitt die dem Speicherabschnitt von dem Heizabschnitt zugeführte Wärmemenge. Die von dem festen oder flüssigen Reduktionsmittel verdampfte bzw. sublimierte Menge an Ammoniakdampf bzw. -gas wird in Abhängigkeit von einem Druck in dem Gasspeicherabschnitt genau erfasst. Die dem Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge wird vorzugsweise gesteuert.According to another aspect of the present invention, the exhaust gas purification system with the control device has a gas storage section that stores the gaseous or vaporous reducing agent generated by heating the heating section. The gas storage portion is disposed between the storage portion and the reducing agent supply means. The heat control device controls the amount of heat supplied to the storage section from the heating section depending on a pressure in the gas storage section. The amount of ammonia vapor evaporated from the solid or liquid reducing agent is accurately detected depending on a pressure in the gas storage portion. The amount of heat supplied to the reducing agent is preferably controlled.

Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, deutlicher. In den Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

  • 1 einen schematischen Aufbau, eines SCR-Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Schnittansicht eines Reduktionsmittel-Speicherabschnitts;
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Erwärmungsprozesses eines festen Reduktionsmittels gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 einen schematischen Aufbau, eines SCR-Systems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Erwärmungsprozesses eines festen Reduktionsmittels gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
The objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like parts are designated by like reference numerals. Show it:
  • 1 a schematic structure of an SCR system according to a first embodiment of the present invention;
  • 2 a schematic sectional view of a reducing agent storage section;
  • 3 a flowchart of a heating process of a solid reducing agent according to the first embodiment of the invention;
  • 4 a schematic structure of an SCR system according to a second embodiment of the present invention and
  • 5 a flowchart of a heating process of a solid reducing agent according to the second embodiment of the invention.

[Erste Ausführungsform]First Embodiment

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Das Abgasreinigungssystem der vorliegenden Erfindung ist ein SCR-System, in dem ein selektiver katalytischer Reduktionskatalysator vorgesehen ist. Mit Bezug auf 1 wird ein Ausführungsbeispiel des Systems beschrieben, wobei 1 eine schematische Darstellung eines SCR-Systems zeigt.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The exhaust gas purification system of the present invention is an SCR system in which a selective catalytic reduction catalyst is provided. Regarding 1 an embodiment of the system will be described, wherein 1 a schematic representation of an SCR system shows.

Das SCR System ist dazu ausgelegt, Abgas zu reinigen, das von einem in einem Fahrzeug angebrachten Dieselmotor emittiert wird. In dem SCR-System sind verschiedene Aktoren, Sensoren und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 vorgesehen.The SCR system is designed to purify exhaust gas emitted from a diesel engine mounted in a vehicle. In the SCR system are various actuators, sensors and an electronic control unit (ECU) 40 intended.

Insbesondere ist an den Motor 100 eine Abgasleitung 11 angekoppelt. Ein Dieselpartikelfilter (DPF) 12 und ein selektiver katalytischer Reduktionskatalysator (SCR-Katalysator) 13 sind in der Abgasleitung 11 vorgesehen.In particular, to the engine 100 an exhaust pipe 11 coupled. A diesel particulate filter (DPF) 12 and a selective catalytic reduction catalyst (SCR catalyst) 13 are in the exhaust pipe 11 intended.

Der DPF 12 ist ein Filter, der Partikeln (PM) in dem Abgas einfängt. Um die eingefangenen Partikeln aus dem DPF 12 zu entfernen, werden diese durch Nacheinspritzung des Dieselmotors 100 verbrannt, wodurch der DPF regeneriert wird.The DPF 12 is a filter that traps particles (PM) in the exhaust gas. To capture the trapped particles from the DPF 12 These are removed by post-injection of the diesel engine 100 burned, which regenerates the DPF.

Der SCR Katalysator 13 beschleunigt die Reduktionsreaktion von NOx (Abgas-Reinigungsreaktion). Insbesondere wird in dem Abgas NOx reduziert, um in N2 und in H2O umgewandelt zu werden, wie in den folgenden Formeln (1) - (3) gezeigt wird. Dadurch wird das NOx in dem Abgas nicht in die Atmosphäre ausgestoßen. 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (1) 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (2) NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (3) The SCR catalyst 13 accelerates the reduction reaction of NOx (exhaust gas purification reaction). More specifically, in the exhaust gas, NOx is reduced to be converted into N 2 and H 2 O, as shown in the following formulas (1) - (3). Thereby, the NOx in the exhaust gas is not discharged into the atmosphere. 4NO + 4NH3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (1) 6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O (2) NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O (3)

Ein Abgassensor 16 ist stromabwärts von dem SCR-Katalysator 13 an der Abgasleitung 11 vorgesehen. Der Abgassensor 16 weist einen NOx-Erfassungsabschnitt (NOx-Sensor) und einen Abschnitt zur Erfassung der Abgastemperatur (Abgastemperatursensor) auf. Der Abgassensor 16 stellt stromabwärts von dem SCR-Katalysator 13 NOx-Mengen in dem Abgas und die Abgastemperatur fest. Eine Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 (z. B. ein Oxidationskatalysator), welche Ammoniak aus dem Abgas beseitigt, ist stromabwärts von dem SCR Katalysator 13 angeordnet. Ein Ammoniaksensor zur Erfassung von Ammoniakmengen im Abgas kann stromabwärts des SCR-Katalysators 13 vorgesehen sein.An exhaust gas sensor 16 is downstream of the SCR catalyst 13 at the exhaust pipe 11 intended. The exhaust gas sensor 16 has an NOx detecting section (NOx sensor) and an exhaust gas temperature detecting section (exhaust gas temperature sensor). The exhaust gas sensor 16 represents downstream of the SCR catalyst 13 NOx levels in the exhaust gas and the exhaust gas temperature. An ammonia removal device 14 (For example, an oxidation catalyst), which ammonia from the exhaust gas eliminated is downstream of the SCR catalyst 13 arranged. An ammonia sensor for detecting amounts of ammonia in the exhaust gas may be downstream of the SCR catalyst 13 be provided.

Bei der Reduktion von NOx durch den SCR-Katalysator 13 ist Ammoniak als Reduktionsmittel notwendig. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Reduktionsmittel als Feststoff in dem Fahrzeug als Bezugsquelle für die Erzeugung von Ammoniak untergebracht. Das Ammoniakgas, welches durch Erhitzen des festen Reduktionsmittels erzeugt wird, wird dem SCR-Katalysator 13 zugeführt.In the reduction of NOx by the SCR catalyst 13 Ammonia is necessary as a reducing agent. According to the present embodiment, the reducing agent is housed as a solid in the vehicle as a source of supply of ammonia. The ammonia gas generated by heating the solid reducing agent becomes the SCR catalyst 13 fed.

Insbesondere ist, wie in 1 gezeigt ist, stromabwärts von der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 ein Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Abgasleitung 11 angeordnet. Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 weist eine Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 auf, durch welche Motorkühlmittel strömt. Das Motorkühlmittel zirkuliert zwischen dem Motor 100 und dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20. Die Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 weist stromaufwärts des Reduktionsmittel-Speicherabschnitts 20 ein Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge auf. Das Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge ist ein elektromagnetisches Schaltventil. Die Öffnungszeit und der Öffnungsgrad des Ventils 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge wird durch Steuerung der Einschaltdauer bzw. der Stärke der Bestromung des Ventils eingestellt, wodurch die Menge an Kühlmittel eingestellt wird, die durch den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 strömt.In particular, as in 1 shown downstream of the ammonia removal device 14 a reducing agent storage section 20 at the exhaust pipe 11 arranged. The reducing agent storage section 20 has a coolant circulation line 17 on, through which engine coolant flows. The engine coolant circulates between the engine 100 and the reducing agent storage section 20 , The coolant circuit line 17 points upstream of the reducing agent storage section 20 a valve 18 for dosing the amount of coolant. The valve 18 for metering the amount of coolant is an electromagnetic switching valve. The opening time and the opening degree of the valve 18 for metering the amount of refrigerant is adjusted by controlling the duty cycle of the valve, whereby the amount of refrigerant is adjusted by the reducing agent storage section 20 flows.

Eine durch den Motor 100 angetriebene Wasserpumpe 200 ist in einer Umgebung des Motors 100 angeordnet. Die Wasserpumpe 200 zirkuliert das Motorkühlmittel. Vorzugsweise ist ein stromaufwärtiger Abschnitt des Reduktionsmittel-Speicherabschnitts 20 mit einem stromabwärtigen Abschnitt eines (nicht dargestellten) Kühlers verbunden. Das Motorkühlmittel, welches von dem Motor 100 abgegeben und durch den Kühler gekühlt wird, strömt durch den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20.One by the engine 100 powered water pump 200 is in an environment of the engine 100 arranged. The water pump 200 circulates the engine coolant. Preferably, an upstream portion of the reducing agent storage portion 20 connected to a downstream portion of a radiator (not shown). The engine coolant coming from the engine 100 is discharged and cooled by the radiator, flows through the reducing agent storage portion 20 ,

2 zeigt den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 im Detail. Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 weist einen Wärmeübertragungsabschnitt 21 auf, welcher Wärme aus dem Abgas in der Abgasleitung 11 aufnimmt. Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 weist weiterhin ein Gehäuse 22, um das feste Reduktionsmittel 25 aufzubewahren, und einen Auslassabschnitt 23, um Ammoniak abzulassen, auf. 2 shows the reducing agent storage section 20 in detail. The reducing agent storage section 20 has a heat transfer section 21 on what heat from the exhaust gas in the exhaust pipe 11 receives. The reducing agent storage section 20 also has a housing 22 to the solid reducing agent 25 store and an outlet section 23 to drain ammonia.

Der Wärmeübertragungsabschnitt 21 ist so angeordnet, dass er eine Abgasleitungswand 11a durchdringt, und überträgt Abgaswärme zu dem Gehäuse 22. Der Wärmeübertragungsabschnitt 21 ist aus einem Material hergestellt, das eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Ammoniak aufweist, wie z.B. rostfreiem Stahl oder Karbon. Die Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 erstreckt sich entlang der Abgasleitung 11 durch den Wärmeübertragungsabschnitt 21.The heat transfer section 21 is arranged so that it has an exhaust pipe wall 11a penetrates, and transmits exhaust heat to the housing 22 , The heat transfer section 21 is made of a material having good thermal conductivity and high corrosion resistance to ammonia, such as stainless steel or carbon. The coolant circuit line 17 extends along the exhaust pipe 11 through the heat transfer section 21 ,

Der Wärmeübertragungsabschnitt 21 weist eine Vielzahl von Wärmeaufnahme-Rippen 21A und Wärmeabgabe-Rippen 21B auf. Diese Rippen 21A, 21B haben die Form dünner abstehender Platten oder Stäbe. Dabei sind die Wärmeaufnahme-Rippen 21A dem Abgas in der Abgasleitung 11 ausgesetzt und die Wärmeabgabe-Rippen 21B außerhalb der Abgasleitung 11 angeordnet. Dadurch wird der Oberflächenbereich des Wärmeübertragungsabschnitts 21 vergrößert, um eine effektive Wärmeübertragung durchzuführen.The heat transfer section 21 has a variety of heat-absorbing ribs 21A and heat release ribs 21B on. These ribs 21A . 21B have the form of thin protruding plates or bars. Here are the heat-absorbing ribs 21A the exhaust gas in the exhaust pipe 11 exposed and the heat-emitting ribs 21B outside the exhaust pipe 11 arranged. This becomes the surface area of the heat transfer section 21 increased to perform an effective heat transfer.

Das Gehäuse 22 weist im Inneren eine Kammer 22A auf. Die Wärmeabgabe-Rippen 21B sind in der Kammer 22A untergebracht. Die Wärmeaufnahme-Rippen 21A nehmen in der Abgasleitung 11 Abgaswärme auf und die Wärmeabgabe-Rippen 21B geben die Abgaswärme in die Kammer 22A ab. Das Gehäuse 22 weist einen Temperatursensor 22B auf, welcher die Temperatur in der Kammer 22A erfasst. Das blockförmige oder granulare feste Reduktionsmittel 25 ist in der Kammer 22A untergebracht. Das feste Reduktionsmittel 25 kann ein Ammoniumkomplex (wie z.B. CaCl8NH3, SrCl2·8NH3, MgCl2·6NH3), Harnstoff in fester Form, Ammoniumcarbamat oder Ähnliches sein.The housing 22 has a chamber inside 22A on. The heat release ribs 21B are in the chamber 22A accommodated. The heat absorption ribs 21A take in the exhaust pipe 11 Exhaust heat on and the heat delivery ribs 21B give the exhaust heat in the chamber 22A from. The housing 22 has a temperature sensor 22B on which the temperature in the chamber 22A detected. The blocky or granular solid reducing agent 25 is in the chamber 22A accommodated. The solid reducing agent 25 may be an ammonium complex (such as CaCl 2 · 8NH 3, SrCl 2 · 8NH 3, MgCl 2 · 6NH 3) Solid urea, ammonium carbamate or the like.

Der Auslassabschnitt 23 ist an einem oberen Abschnitt des Gehäuses 22 vorgesehen und mit einem Ende einer Gasleitung 26 verbunden. Das andere Ende der Gasleitung 26 ist eine Austrittsöffnung 15, aus welcher das Ammoniakgas austritt. Die Austrittsöffnung 15 ist zwischen dem DPF 12 und dem SCR-Katalysator 13 angeordnet. Das heißt, wenn die Abgaswärme in das Innere des Gehäuses 22 geleitet wird, findet aufgrund der Abgaswärme eine Verdampfung oder thermische Zersetzung des festen Reduktionsmittels 25 statt, wodurch Ammoniakgas erzeugt wird. Durch den Druckunterschied aufgrund des Druckanstiegs tritt das Ammoniakgas aus der Austrittsöffnung 15 aus. Das Ammoniakgas strömt durch die Gasleitung und wird stromaufwärts des SCR-Katalysators 13 ausgegeben. Das Ammoniakgas wird von dem SCR-Katalysator 13 adsorbiert und reagiert mit dem NOx in dem Abgas. In dem SCR-Katalysator 13 erfolgt die Reduzierung von NOx und Reinigung des Abgases von NOx unter Nutzung des Ammoniaks als Reduktionsmittel entsprechend der obigen Reaktionsgleichungen (1) bis (3).The outlet section 23 is at an upper portion of the housing 22 provided and with one end of a gas line 26 connected. The other end of the gas line 26 is an exit opening 15 from which the ammonia gas exits. The outlet opening 15 is between the DPF 12 and the SCR catalyst 13 arranged. That is, when the exhaust heat in the interior of the housing 22 is passed, finds due to the exhaust heat evaporation or thermal decomposition of the solid reducing agent 25 instead, whereby ammonia gas is generated. Due to the pressure difference due to the pressure increase, the ammonia gas exits the outlet opening 15 out. The ammonia gas flows through the gas line and becomes upstream of the SCR catalyst 13 output. The ammonia gas is from the SCR catalyst 13 adsorbs and reacts with the NOx in the exhaust gas. In the SCR catalyst 13 the reduction of NOx and purification of the exhaust gas of NOx is carried out using the ammonia as a reducing agent according to the above reaction equations ( 1 ) to ( 3 ).

Ein Gasspeicherabschnitt 27, der Ammoniakgas speichert, ist in der Gasleitung 26 zwischen dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 und der Austrittsöffnung 15 vorgesehen. Der Gasspeicherabschnitt 27 speichert das Ammoniakgas, welches in dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 erzeugt wird. Der Gasspeicherabschnitt 27 ist mit einem Drucksensor 28, der einen Innendruck erfasst, und einem Temperatursensor 29, der eine Gastemperatur erfasst, versehen. In der Gasleitung 26 ist zwischen dem Gasspeicherabschnitt 27 und der Austrittsöffnung 15 ein Ammoniak-Zuführventil 31, welches ein elektromagnetisches Schaltventil ist, vorgesehen. Entsprechend einer Öffnungsdauer und einem Öffnungsgrad des Ammoniak-Zuführventils 31 wird die von dem Gasspeicherabschnitt 27 in die Abgasleitung 11 abgegebene Menge an Ammoniak eingestellt.A gas storage section 27 that stores ammonia gas is in the gas line 26 between the reducing agent storage section 20 and the exit opening 15 intended. The Gas storage portion 27 stores the ammonia gas contained in the reducing agent storage section 20 is produced. The gas storage section 27 is with a pressure sensor 28 , which detects an internal pressure, and a temperature sensor 29 providing a gas temperature. In the gas line 26 is between the gas storage section 27 and the exit opening 15 an ammonia feed valve 31 , which is an electromagnetic switching valve, is provided. According to an opening period and an opening degree of the ammonia supply valve 31 becomes that of the gas storage section 27 in the exhaust pipe 11 set amount of ammonia released.

Ein Oxidationskatalysator kann zwischen dem DPF 12 und dem SCR-Katalysator 13 angeordnet sein, falls dies erforderlich sein sollte. In dem Oxidationskatalysator wird NO zu NO2 oxidiert, so dass die Reduktionsreaktion in dem SCR-Katalysator 13 beschleunigt wird. In diesem Fall ist die Austrittsöffnung 15 zwischen dem Oxidationskatalysator und dem SCR-Katalysator 13 angeordnet.An oxidation catalyst can be between the DPF 12 and the SCR catalyst 13 be arranged if necessary. In the oxidation catalyst, NO is oxidized to NO 2 , so that the reduction reaction in the SCR catalyst 13 is accelerated. In this case, the outlet is 15 between the oxidation catalyst and the SCR catalyst 13 arranged.

Wenn das feste Reduktionsmittel 25 in dem Gehäuse 22 unter Verwendung der Abgaswärme Ammoniakgas ausstößt, ist es vorstellbar, dass beim Starten des Motors oder dann, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, die Abgastemperatur zu niedrig ist oder nicht genug Abgas vorhanden ist, um Ammoniakgas aus dem festen Reduktionsmittel zu erzeugen. In dieser Ausführungsform ist der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 mit einer elektrischen Heizung 24 versehen, um hilfsweise das feste Reduktionsmittel zu erhitzen. Die elektrische Heizung 24 ist in einer Seitenwand des Gehäuses 22 eingebettet. Die Bestromung der Heizung wird zur Einstellung ihrer Heizleistung ein- und ausgeschaltet.If the solid reducing agent 25 in the case 22 using the exhaust gas heat expels ammonia gas, it is conceivable that when starting the engine or when the engine is idling, the exhaust gas temperature is too low or not enough exhaust gas is available to produce ammonia gas from the solid reducing agent. In this embodiment, the reducing agent storage section is 20 with an electric heater 24 alternatively, to heat the solid reducing agent. The electric heater 24 is in a side wall of the housing 22 embedded. The heating of the heating system is switched on and off to set its heating capacity.

Im obigen System führt eine elektronische Steuereinheit (ECU) 40 für die Abgasreinigung relevante Steuerungen durch. In der elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 ist ein Mikrocomputer 41 vorgesehen, der eine Zentraleinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) und Ähnliches aufweist, wobei die elektronische Steuereinheit (ECU) verschiedene Steuerprogramme durchführt, die in dem ROM gespeichert sind. Das heißt, der Mikrocomputer 41 steuert in Abhängigkeit der von den Sensoren erfassten Werte das Ammoniak-Zuführventil 31, das Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge und die elektrische Heizung 24.In the above system, an electronic control unit (ECU) performs 40 for control of exhaust gas relevant controls. In the electronic control unit (ECU) 40 is a microcomputer 41 provided, which has a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM) and the like, wherein the electronic control unit (ECU) performs various control programs stored in the ROM. That is, the microcomputer 41 controls the ammonia supply valve as a function of the values detected by the sensors 31 , the valve 18 for metering the amount of coolant and the electric heater 24 ,

Insbesondere berechnet der Mikrocomputer 41 die NOx-Menge stromabwärts des SCR-Katalysators 13 auf der Grundlage des erfassten Signals des Abgassensors 16 und steuert die Ammoniakmenge, welche von der Austrittsöffnung 15 in die Abgasleitung 11 abgegeben wird. Je größer die erfasste Menge an NOx ist, umso größer ist in diesem Fall die Ammoniakmenge. Wenn zu viel Ammoniak zugeführt wird, besteht die Möglichkeit, dass überschüssiges Ammoniak nicht in der Reduktionsreaktion verwendet oder nicht von dem SCR-Katalysator 13 adsorbiert wird, so dass das überschüssige Ammoniak mit dem Abgas in die Atmosphäre abgegeben wird. Der Mikrocomputer 41 steuert die zugeführte Ammoniakmenge auf eine solche Weise, dass eine der NOx-Menge entsprechende, angepasste Menge an Ammoniak aus der Ausstoßöffnung 15 austritt.In particular, the microcomputer calculates 41 the amount of NOx downstream of the SCR catalyst 13 based on the detected signal of the exhaust gas sensor 16 and controls the amount of ammonia flowing from the exit port 15 in the exhaust pipe 11 is delivered. The larger the detected amount of NOx, the larger the amount of ammonia in this case. If too much ammonia is supplied, there is a possibility that excess ammonia may not be used in the reduction reaction or not from the SCR catalyst 13 is adsorbed, so that the excess ammonia is discharged with the exhaust gas into the atmosphere. The microcomputer 41 controls the supplied amount of ammonia in such a manner that an amount of ammonia adapted to the NOx amount from the discharge port 15 exit.

Ferner steuert der Mikrocomputer 41 die dem festen Reduktionsmittel zugeführte Wärmemenge so, dass die Menge an Ammoniakgas oder -dampf gesteuert wird, die von dem festen Reduktionsmittel sublimiert bzw. verdampft wird.Further, the microcomputer controls 41 the amount of heat supplied to the solid reducing agent so as to control the amount of ammonia gas or vapor which is sublimated by the solid reducing agent.

Dadurch wird in dem Gasspeicherabschnitt 27 ein Ammoniakdruck PNH in einem vorgegebenen Bereich gehalten (z.B. von dem 2-fachen bis zu dem 2,5-fachen des Atmosphärendrucks). Die Ventilöffnungsdauer oder der Ventilöffnungsgrad des Ammoniak-Zuführventils 31 wird auf der Grundlage des Ammoniakdrucks PNH und einer Ammoniaktemperatur TNH in dem Gasspeicherabschnitt 27 festgelegt, wodurch die durch die Austrittsöffnung 15 in der Abgasleitung 11 abgegebene Ammoniakmenge gesteuert wird. Eine an die NOx-Menge angepasste Menge an Ammoniak wird dem SCR-Katalysator zugeführt.Thereby, in the gas storage section 27 an ammonia pressure PNH is maintained within a predetermined range (eg, from 2 times to 2.5 times the atmospheric pressure). The valve opening duration or the valve opening degree of the ammonia supply valve 31 is based on the ammonia pressure PNH and an ammonia temperature TNH in the gas storage section 27 set, causing the through the outlet opening 15 in the exhaust pipe 11 discharged amount of ammonia is controlled. An amount of ammonia adapted to the amount of NOx is supplied to the SCR catalyst.

Bei der Erzeugung von Ammoniakgas durch die Sublimation oder Verdampfung des festen Reduktionsmittels 25 zu Ammoniakgas wird im Wesentlichen die Abgaswärme genutzt. Es ist jedoch vorstellbar, dass dem festen Reduktionsmittel 25 abhängig von der Abgastemperatur zu viel oder zu wenig Wärme zugeführt wird. In diesem System werden die Heizung 24 und das Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge so gesteuert, dass die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge gesteuert wird. Insbesondere für den Fall, dass zu viel Wärme zugeführt wird, startet der Mikrocomputer 41 den Umlauf des Motorkühlmittels in dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 oder erhöht den Durchsatz an Motorkühlmittel durch den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20. Dadurch wird die Wärmeübertragung von der Abgasleitung 11 zu dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 begrenzt, so dass die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge verringert wird.In the production of ammonia gas by the sublimation or evaporation of the solid reducing agent 25 to ammonia gas, the exhaust gas heat is used essentially. However, it is conceivable that the solid reducing agent 25 Depending on the exhaust gas temperature too much or too little heat is supplied. In this system are the heating 24 and the valve 18 for metering the amount of coolant so controlled that the solid reducing agent 25 supplied amount of heat is controlled. In particular, in the event that too much heat is supplied, the microcomputer starts 41 the circulation of the engine coolant in the reducing agent storage section 20 or increases the flow rate of engine coolant through the reducing agent storage section 20 , This will cause the heat transfer from the exhaust pipe 11 to the reducing agent storage section 20 limited, so that the solid reducing agent 25 amount of heat supplied is reduced.

Andererseits wird für den Fall, dass die Wärmezufuhr unzureichend ist, mit der Bestromung der Heizung 24 begonnen oder die Stromzufuhr zu der Heizung erhöht. Dadurch unterstützt die Heizung 24 die Erwärmung des festen Reduktionsmittels 25. Die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge wird erhöht.On the other hand, in the event that the heat supply is insufficient, with the energization of the heater 24 started or increased the power to the heater. This helps the heater 24 the heating of the solid reducing agent 25 , The solid reducing agent 25 amount of heat supplied is increased.

Der durch den Mikrocomputer 41 durchgeführte Erwärmungsvorgang des festen Reduktionsmittels 25 wird mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm beschrieben werden. In 3 ist ein Ablaufdiagramm zu sehen, welches den Erwärmungsvorgang des festen Reduktionsmittels 25 zeigt. Dieser Vorgang wird von dem Mikrocomputer 41 in einem festgelegten Arbeitszyklus ausgeführt. The one by the microcomputer 41 performed heating process of the solid reducing agent 25 will be described with reference to a flowchart. In 3 Fig. 10 is a flowchart showing the heating operation of the solid reducing agent 25 shows. This process is done by the microcomputer 41 executed in a defined work cycle.

In Schritt S11 wird bestimmt, ob der durch den Drucksensor 28 festgestellte Ammoniakdruck PNH größer als oder gleich einem unteren Grenzwert Pmin (z.B. dem zweifachen Atmosphärendruck) eines vorgegebenen Druckbereichs für den Gasspeicherabschnitt 27 ist. Wenn die Antwort in Schritt S11 Nein ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S12 fortgesetzt, in dem festgestellt wird, ob das Motorkühlmittel zwischen dem Motor 100 und dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zirkuliert.In step S11 it is determined whether by the pressure sensor 28 detected ammonia pressure PNH greater than or equal to a lower limit Pmin (eg twice the atmospheric pressure) of a predetermined pressure range for the gas storage section 27 is. If the answer in step S11 No, the work cycle is with step S12 in which it is determined whether the engine coolant between the engine 100 and the reducing agent storage section 20 circulated.

Wenn das Motorkühlmittel zirkuliert, das heißt, wenn die Wasserpumpe 200 angetrieben wird und das Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge geöffnet ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S13 fortgesetzt, in welchem der Durchsatz des Motorkühlmittels in der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 von dem Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge durch Verkürzung seiner Einschaltdauer oder Verringerung der Stärke seiner Bestromung reduziert wird. Wenn die Antwort in Schritt S12 Nein ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S14 fortgesetzt, in welchem mit der Bestromung der Heizung 24 begonnen wird, um dem festen Reduktionsmittel 25 Wärme von der Heizung zuzuführen. Die Heizung 24 führt eine unterstützende Erwärmung durch. Wenn in diesem Arbeitsvorgang die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge erhöht wird, wird der Durchsatz des Motorkühlmittels reduziert. Wenn der Durchsatz des Motorkühlmittels null ist und der Ammoniakgasdruck PNH niedriger ist als der untere Grenzwert Pmin, wird die Heizung 24 bestromt.When the engine coolant circulates, that is, when the water pump 200 is driven and the valve 18 is opened for dosing the amount of refrigerant, the duty cycle is in step S13 continued, in which the flow rate of the engine coolant in the coolant circulation line 17 from the valve 18 is reduced for metering the amount of coolant by shortening its duty cycle or reducing the strength of its energization. If the answer in step S12 No, the work cycle is with step S14 continued, in which with the energization of the heater 24 is started to the solid reducing agent 25 To supply heat from the heater. The heating system 24 performs a supportive warming. If in this operation the solid reducing agent 25 supplied amount of heat is increased, the flow rate of the engine coolant is reduced. When the flow rate of the engine coolant is zero and the ammonia gas pressure PNH is lower than the lower limit Pmin, the heater becomes 24 energized.

Wenn die Antwort in Schritt S11 Ja ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S15 fortgesetzt, in welchem die Bestromung der Heizung beendet wird, so dass die Wärmezufuhr von der Heizung 24 zu dem festen Reduktionsmittel 25 beendet wird.If the answer in step S11 Yes, the work cycle becomes with step S15 continued, in which the energization of the heating is stopped, so that the heat supply from the heater 24 to the solid reducing agent 25 is ended.

In Schritt S16 wird bestimmt, ob der Ammoniakgasdruck PNH einen oberen Grenzwert Pmax (z.B. den 2,5-fachen Atmosphärendruck) eines vorgegebenen Bereichs überschreitet. Wenn die Antwort in Schritt S16 Nein ist, endet der Arbeitsablauf.In step S16 It is determined whether the ammonia gas pressure PNH exceeds an upper limit Pmax (eg, 2.5 times the atmospheric pressure) of a predetermined range. If the answer in step S16 No, the workflow ends.

Wenn die Antwort in Schritt S16 Ja ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S17 fortgesetzt, in welchem bei dem Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge die Einschaltdauer verlängert oder die Stromstärke erhöht wird, wodurch der Durchsatz des Motorkühlmittels in der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 erhöht wird.If the answer in step S16 Yes, the work cycle becomes with step S17 continued, in which at the valve 18 for metering the amount of coolant, the duty cycle is extended or the current is increased, whereby the flow rate of the engine coolant in the coolant circulation line 17 is increased.

In der obigen Ausführungsform wird der Durchsatz des Motorkühlmittels in Abhängigkeit von dem Ammoniakgasdruck PNH variiert. Alternativ dazu kann in Abhängigkeit von dem Ammoniakgasdruck PNH ein Umlauf des Motorkühlmittels durchgeführt werden, oder nicht. Weiterhin wird in der obigen Ausführungsform der Durchsatz des Motorkühlmittels verringert, wenn Ammoniakgasdruck PNH niedriger als ein unterer Grenzwert Pmin ist. Alternativ dazu könnte der Durchsatz des Motorkühlmittels verringert werden, wenn der Ammoniakgasdruck PNH niedriger als ein festgelegter Wert ist, der sich zwischen dem unteren Grenzwert Pmin und dem oberen Grenzwert Pmax eingestellt hat. Wenn der Ammoniakgasdruck PNH einen festgelegten Wert überschreitet, der sich zwischen dem unteren Grenzwert Pmin und dem oberen Grenzwert Pmax eingestellt hat, kann der Durchsatz des Motorkühlmittels erhöht werden. Weiterhin kann der Durchsatz des Motorkühlmittels fortwährend in Abhängigkeit von dem Ammoniakgasdruck PNH variiert werden.In the above embodiment, the flow rate of the engine coolant is varied depending on the ammonia gas pressure PNH. Alternatively, depending on the ammonia gas pressure PNH, circulation of the engine coolant may or may not be performed. Further, in the above embodiment, the flow rate of the engine coolant is reduced when ammonia gas pressure PNH is lower than a lower limit value Pmin. Alternatively, the flow rate of the engine coolant may be reduced when the ammonia gas pressure PNH is lower than a predetermined value set between the lower limit value Pmin and the upper limit value Pmax. When the ammonia gas pressure PNH exceeds a predetermined value set between the lower limit value Pmin and the upper limit value Pmax, the flow rate of the engine coolant may be increased. Furthermore, the flow rate of the engine coolant can be varied continuously depending on the ammonia gas pressure PNH.

Die folgenden Vorteile können gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzielt werden.The following advantages can be obtained according to the present embodiment.

Bei der Erzeugung des Ammoniakgases von dem festen Reduktionsmittel 25 wird zur Erzeugung des Ammoniakgases die von dem Motor 100 abgegebene Abgaswärme als Wärmeenergie genutzt. Dadurch kann der Energieverbrauch reduziert werden. Außerdem kann, da die Abgaswärmemenge eingestellt wird, die Menge an Ammoniakgas in dem Gasspeicherabschnitt 27 bei einer angemessenen Menge gehalten werden. Weiterhin wird eine unzureichende oder übermäßige Reduktionsmittelzufuhr zu dem SCR-Katalysator begrenzt. Somit wird Energie effektiv genutzt und das Abgas von NOx gereinigt.In the generation of the ammonia gas from the solid reducing agent 25 For generating the ammonia gas, that of the engine 100 emitted exhaust heat used as heat energy. This can reduce energy consumption. In addition, since the exhaust heat quantity is adjusted, the amount of ammonia gas in the gas storage portion 27 be kept at a reasonable amount. Furthermore, insufficient or excessive reductant supply to the SCR catalyst is limited. Thus, energy is used effectively and the exhaust gas is purified by NOx.

Die Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 durchdringt den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 und das Motorkühlmittel wird durch den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 hindurchgeführt. Wenn die Abgastemperatur hoch ist und eine übermäßige Zufuhr an Wärme zu dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 erfolgt, kann das Motorkühlmittel den Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 kühlen. Somit können eine übermäßige Zufuhr von Wärme aus dem Abgas zu dem festen Reduktionsmittel 25 und eine übermäßige Erzeugung von Ammoniak begrenzt werden.The coolant circuit line 17 Penetrates the reducing agent storage section 20 and the engine coolant is passed through the reducing agent storage section 20 passed. When the exhaust gas temperature is high and excessive supply of heat to the reducing agent storage section 20 takes place, the engine coolant, the reducing agent storage section 20 cool. Thus, excessive supply of heat from the exhaust gas to the solid reductant 25 and an excessive production of ammonia are limited.

Da die Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 mit dem Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge versehen ist, kann die Kühlmittelmenge, die durch die Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 strömt, durch Steuerung der Bestromung des Ventils 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge eingestellt werden. Demzufolge kann die Steuerung der dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführten Wärme mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.As the coolant circulation line 17 with the valve 18 is provided for metering the amount of coolant, the amount of coolant flowing through the coolant circulation line 17 flows, by controlling the energization of the valve 18 be set for dosing the amount of coolant. As a result, can be the control of the solid reducing agent 25 supplied heat can be performed with high accuracy.

Wenn die Wärmezufuhr von der Abgasleitung 11 zu dem festen Reduktionsmittel 25 unzureichend ist, wird die Heizung 24 bestromt, um dem festen Reduktionsmittel 25 Wärme zuzuführen. Wenn sich z.B. der Motor in der Startphase oder im Leerlauf befindet, ist die Abgastemperatur niedrig und die Abgaswärme reicht nicht aus, um das Ammoniakgas zu erzeugen. Um die Wärmzufuhr zu dem festen Reduktionsmittel 25 zu gewährleisten, wird die Heizung 24 bestromt. Dadurch kann eine unzureichende Ammoniakzufuhr zu dem SCR-Katalysator 13 begrenzt werden.When the heat from the exhaust pipe 11 to the solid reducing agent 25 is insufficient, the heating is 24 energized to the solid reducing agent 25 To supply heat. For example, when the engine is in the starting phase or idling, the exhaust gas temperature is low and the exhaust heat is insufficient to produce the ammonia gas. To the heat supply to the solid reducing agent 25 to ensure the heating is 24 energized. This may result in insufficient ammonia feed to the SCR catalyst 13 be limited.

Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 ist stromabwärts von dem DPF 12, dem SCR-Katalysator 13 und der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 angeordnet. Das feste Reduktionsmittel 25 wird stromabwärts von dem DPF 12, dem SCR-Katalysator und der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 durch die Abgaswärme erwärmt. Dadurch wird begrenzt, dass sich der DPF12, der SCR-Katalysator und die Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 aufgrund einer mit dem Wärmeaustausch zwischen dem festen Reduktionsmittel 25 und dem Abgas einhergehende Abnahme der Abgastemperatur verschlechtern. Durch die Verwendung der Abgaswärme stromabwärts des DPF 12 wird begrenzt, dass die für die Regenerierung des DPF 12 nötige Wärmemenge durch die thermische Zersetzung des festen Reduktionsmittels 25 verbraucht wird. Dadurch wird eine Beeinträchtigung der Regeneration des DPF 12 begrenzt. Darüber hinaus wird durch die Verwendung der Abgaswärme stromabwärts des SCR-Katalysators 13 die an dem SCR-Katalysator 13 für die NOx-Reinigungsreaktion nötige Reaktionstemperatur sichergestellt. Dadurch werden Beeinträchtigungen der Reinigung des Abgases von NOx begrenzt. Darüber hinaus wird durch die Verwendung der Abgaswärme stromabwärts der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 die für die Oxidationsreaktion des Ammoniaks nötige Reaktionstemperatur sichergestellt. Dadurch wird Ammoniak-Schlupf begrenzt.The reducing agent storage section 20 is downstream of the DPF 12 , the SCR catalyst 13 and the ammonia removal device 14 arranged. The solid reducing agent 25 becomes downstream of the DPF 12 , the SCR catalyst and the ammonia removal device 14 heated by the exhaust heat. This limits the fact that the DPF12 , the SCR catalyst and the ammonia removal device 14 due to a heat exchange between the solid reducing agent 25 and deteriorate the exhaust gas temperature associated with the exhaust gas. By using the exhaust heat downstream of the DPF 12 is limited to that for the regeneration of the DPF 12 required amount of heat due to the thermal decomposition of the solid reducing agent 25 is consumed. This will affect the regeneration of the DPF 12 limited. In addition, by using the exhaust heat downstream of the SCR catalyst 13 those on the SCR catalyst 13 ensured for the NOx purification reaction necessary reaction temperature. As a result, impairments of the purification of the exhaust gas of NOx are limited. In addition, by using the exhaust heat downstream of the ammonia removal device 14 the necessary reaction temperature for the oxidation reaction of ammonia ensured. This limits ammonia slip.

Der Gasspeicherabschnitt 27 ist zwischen dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 und der Austrittsöffnung 15 angeordnet. Die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge wird in Abhängigkeit von dem Ammoniakgasdruck PNH in dem Gasspeicherabschnitt 27 gesteuert, welcher von dem Drucksensor 28 erfasst wird. Daher kann die Ammoniakmenge, die von dem Reduktionsmittel-Feststoff 25 zu der Austrittsöffnung 15 ausgegeben wird, unmittelbar und mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden.The gas storage section 27 is between the reducing agent storage section 20 and the exit opening 15 arranged. The solid reducing agent 25 amount of heat supplied becomes dependent on the ammonia gas pressure PNH in the gas storage portion 27 controlled, which of the pressure sensor 28 is detected. Therefore, the amount of ammonia, that of the reducing agent solid 25 to the exit opening 15 is output, be detected immediately and with high accuracy.

Darüber hinaus wird das Ammoniakgas in dem Gasspeicherabschnitt 27 gespeichert, bevor das von dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 abgelassene Ammoniakgas in die Abgasleitung 11 ausgegeben wird. Da der Gasspeicherabschnitt 27 als Puffer fungiert, wird verhindert, dass das zum Ablassen in die Abgasleitung vorgesehene Ammoniakgas nicht ausreicht. Eine stabile Versorgung des SCR-Katalysators 13 mit Ammoniak kann somit sichergestellt werden.In addition, the ammonia gas in the gas storage section 27 stored before that of the reducing agent storage section 20 Drained ammonia gas into the exhaust pipe 11 is issued. Since the gas storage section 27 acting as a buffer, prevents the intended for discharging into the exhaust pipe ammonia gas is insufficient. A stable supply of the SCR catalyst 13 with ammonia can thus be ensured.

Die Durchsatzrate des Motorkühlmittels wird vorzugsweise verringert, wenn die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge erhöht wird. Die Heizung wird auch dann eingeschaltet, wenn die Durchflussrate des Motorkühlmittels null ist, sofern der Ammoniakgasdruck PNH niedriger ist als der untere Grenzwert Pmin. Somit besteht die Möglichkeit, ein Erhitzen des festen Reduktionsmittels 25 durch die Heizung 24 so weit wie möglich zu reduzieren und somit den Energieverbrauch zu senken.The flow rate of the engine coolant is preferably reduced when the solid reductant 25 amount of heat supplied is increased. The heater is also turned on when the flow rate of the engine coolant is zero, if the ammonia gas pressure PNH is lower than the lower limit Pmin. Thus, there is the possibility of heating the solid reducing agent 25 through the heating 24 as much as possible and thus reduce energy consumption.

[Zweite Ausführungsform]Second Embodiment

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform beschrieben, wobei das Hauptaugenmerk auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gelegt wird. In der ersten Ausführungsform ist der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Abgasleitung 11 vorgesehen, die einen SCR-Katalysator 13 und dergleichen aufweist. Gemäß der zweiten Ausführungsform wird eine Umgehungsleitung 51 von der Abgasleitung 11 abgezweigt. Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 ist in der Umgehungsleitung 51 vorgesehen.Hereinafter, a second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the first embodiment, the reducing agent storage section is 20 at the exhaust pipe 11 provided an SCR catalyst 13 and the like. According to the second embodiment, a bypass line 51 from the exhaust pipe 11 diverted. The reducing agent storage section 20 is in the bypass line 51 intended.

4 ist eine schematische Darstellung eines Harnstoff-SCR-Systems. In 4 werden Teile und Komponenten, die im Wesentlichen dieselben sind wie die, die in 1 gezeigt sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei deren Beschreibung nicht wiederholt wird. Obwohl der DPF 12, der Gasspeicherabschnitt 27 und das Ammoniak-Zuführventil 31 nicht in 4 dargestellt sind, entspricht deren Konfiguration der in 1 gezeigten Konfiguration. 4 is a schematic representation of a urea-SCR system. In 4 are parts and components that are essentially the same as those in 1 are shown with the same reference numerals, the description of which is not repeated. Although the DPF 12 , the gas storage section 27 and the ammonia feed valve 31 not in 4 are shown, their configuration corresponds to in 1 shown configuration.

Wie in 4 zu sehen ist, weist die Abgasleitung 11 eine Umgehungsleitung 51 auf, welche stromabwärts von der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 von der Abgasleitung 11 abzweigt. Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 ist an der Umgehungsleitung 51 vorgesehen. Ein Durchflussraten-Einstellventil 52 ist stromaufwärts von dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Umgehungsleitung 51 vorgesehen. Das Durchflussraten-Einstellventil 52 ist ein elektromagnetisches Schaltventil. In dieser Ausführungsform beinhaltet der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 keine Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 auf. Die restliche Konfiguration des Reduktionsmittel-Speicherabschnitts 20 ist dieselbe wie die in der ersten Ausführungsform.As in 4 can be seen, points the exhaust pipe 11 a bypass line 51 on which downstream of the ammonia removal device 14 from the exhaust pipe 11 branches. The reducing agent storage section 20 is at the bypass 51 intended. A flow rate adjustment valve 52 is upstream of the reducing agent storage section 20 at the bypass 51 intended. The flow rate adjustment valve 52 is an electromagnetic switching valve. In this embodiment, the reducing agent storage section includes 20 no coolant circulation line 17 on. The remaining configuration the reducing agent storage section 20 is the same as that in the first embodiment.

Die Bestromung des Durchflussraten-Einstellventils 52 ist bedarfsgesteuert, so dass seine Öffnungszeit oder sein Öffnungsgrad eingestellt wird. Das heißt, die Abgasmenge die durch die Umgehungsleitung 51 strömt, wird durch das Durchflussraten-Einstellventil 52 so gesteuert, dass die dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführte Wärmemenge gesteuert wird.The energization of the flow rate adjustment valve 52 is on-demand, so that its opening time or its opening degree is set. That is, the amount of exhaust gas passing through the bypass line 51 flows through the flow rate adjustment valve 52 so controlled that the reducing agent storage section 20 supplied amount of heat is controlled.

Der Erwärmungsvorgang des festen Reduktionsmittels 25 wird mit Bezug auf ein Ablaufdiagramm beschrieben. 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Erwärmungsvorgang des festen Reduktionsmittels 25 zeigt. Dieser Vorgang wird in einem festgelegten Arbeitszyklus von dem Mikrocomputer ausgeführt.The heating process of the solid reducing agent 25 will be described with reference to a flowchart. 5 Fig. 10 is a flowchart showing the heating operation of the solid reducing agent 25 shows. This process is performed by the microcomputer in a predetermined cycle.

In Schritt S21 wird bestimmt, ob der durch den Drucksensor 28 festgestellte Ammoniakdruck PNH größer als oder gleich dem unteren Grenzwert Pmin ist. Wenn der Ammoniakdruck PNH niedriger als der untere Grenzwert Pmin ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S22 fortgesetzt, in dem bestimmt wird, ob die Bestromung des Durchflussraten-Einstellventils 52 maximal ist. Das heißt, es wird festgestellt, ob die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 maximal ist.In step S21 it is determined whether by the pressure sensor 28 detected ammonia pressure PNH is greater than or equal to the lower limit Pmin. When the ammonia pressure PNH is lower than the lower limit value Pmin, the duty cycle becomes step S22 in which it is determined whether the energization of the flow rate adjustment valve 52 is maximum. That is, it is determined whether the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 is maximum.

Wenn die Antwort in Schritt S22 Nein ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S23 fortgesetzt, in dem die Einschaltdauer oder Bestromung zur Erhöhung der Abgasdurchflussrate erhöht wird. Wenn die Antwort in Schritt S22 Ja ist, wird der Arbeitsablauf mit Schritt S24 fortgeführt, in dem die Heizung 24 eingeschaltet wird, um dem festen Reduktionsmittel 25 Wärme von der Heizung 24 zuzuführen. In diesem Vorgang wird die Abgasdurchflussrate vorzugsweise erhöht, wenn die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge erhöht wird. Selbst wenn die Abgasdurchflussrate in der Umgehungsleitung 51 maximal ist, wird die Heizung 24 eingeschaltet, um eine unterstützende Erwärmung durchzuführen, wenn der Ammoniakgasdruck PNH niedriger als der untere Grenzwert Pmin ist.If the answer in step S22 No, the work cycle is with step S23 continues, in which the duty cycle or energization is increased to increase the exhaust gas flow rate. If the answer in step S22 Yes, the workflow goes through with step S24 continued in which the heater 24 is turned on to the solid reducing agent 25 Heat from the heater 24 supply. In this process, the exhaust gas flow rate is preferably increased when the solid reducing agent 25 amount of heat supplied is increased. Even if the exhaust gas flow rate in the bypass line 51 is maximum, the heating is 24 is turned on to perform assistive heating when the ammonia gas pressure PNH is lower than the lower limit value Pmin.

Wenn die Antwort in Schritt S21 Ja ist, wird der Arbeitszyklus mit Schritt S25 fortgesetzt, in dem die Heizung 24 abgeschaltet wird, so dass die Wärmezufuhr von der Heizung 24 zu dem festen Reduktionsmittel 25 beendet wird. In Schritt S26 wird festgestellt, ob der Ammoniakgasdruck PNH den oberen Grenzwert Pmax überschreitet. Wenn der Ammoniakgasdruck PNH kleiner als oder gleich dem oberen Grenzwert Pmax ist, befindet sich der Ammoniakdruck PNH in dem vorgegebenen Bereich, so dass dieser Zustand beibehalten wird.If the answer in step S21 Yes, the work cycle becomes with step S25 continued, in which the heater 24 is turned off, so that the heat from the heater 24 to the solid reducing agent 25 is ended. In step S26 it is determined whether the ammonia gas pressure PNH exceeds the upper limit Pmax. When the ammonia gas pressure PNH is less than or equal to the upper limit value Pmax, the ammonia pressure PNH is in the predetermined range, so that this state is maintained.

Andererseits wird der Arbeitszyklus mit Schritt S27 fortgesetzt, in dem die Einschaltdauer des Durchflussraten-Einstellventils 52 verkürzt oder dessen Bestromung verringert wird, wenn der Ammoniakdruck PNH größer als der obere Grenzwert Pmax ist. Dadurch wird die dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführte Abgaswärme verringert.On the other hand, the duty cycle with step S27 continued, in which the duty cycle of the flow rate adjustment valve 52 is shortened or whose energization is reduced when the ammonia pressure PNH is greater than the upper limit Pmax. Thereby, the reducing agent storage section becomes 20 supplied exhaust heat reduced.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die folgenden Vorteile erzielt werden.According to the present embodiment, the following advantages can be obtained.

Da die Umgehungsleitung 51 und das Durchflussraten-Einstellventil 52 an der Abgasleitung 11 vorgesehen sind und der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Umgehungsleitung 51 vorgesehen ist, kann das Durchflussraten-Einstellventil 52 die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 so variieren, dass die von dem festen Reduktionsmittel 25 erzeugte Ammoniakmenge angemessen gesteuert werden kann. Es ist insbesondere denkbar, dass die Abgastemperatur während der Regeneration des DPF 12 zu hoch wird (z.B. 600 °C bis 650 °C), so dass dem festen Reduktionsmittel 25 zuviel Wärme zugeführt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch vermieden werden, dass das feste Reduktionsmittel 25 durch Abgas einer zu hohen Temperatur überhitzt wird, da die Durchflussrate des Abgases null oder nahe null sein kann. Somit kann im Vergleich zur ersten Ausführungsform, bei der das Motorkühlmittel die Wärmezufuhr begrenzt, die Steuerung der Wärmezufuhr auf geeignete Weise erfolgen.Because the bypass line 51 and the flow rate adjustment valve 52 at the exhaust pipe 11 are provided and the reducing agent storage section 20 at the bypass 51 is provided, the flow rate adjustment valve 52 the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 vary so that the of the solid reducing agent 25 Amount of ammonia produced can be adequately controlled. It is particularly conceivable that the exhaust gas temperature during the regeneration of the DPF 12 becomes too high (eg 600 ° C to 650 ° C), leaving the solid reducing agent 25 too much heat is supplied. However, according to the present embodiment, it can be avoided that the solid reducing agent 25 is overheated by exhaust gas of too high a temperature because the flow rate of the exhaust gas may be zero or near zero. Thus, compared to the first embodiment, in which the engine coolant limits the heat input, the control of the heat supply can be carried out in a suitable manner.

Die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge wird durch Erhöhung oder Verringerung der Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 gesteuert. Daher kann, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Durchflussraten-Einstellventil 52 und der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 in der Abgasleitung 11 angeordnet sind, das Abgas des Motors 100 problemlos abgegeben werden, wenn die Durchflussrate des dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitts 20 zugeführten Abgases verringert wird.The solid reducing agent 25 amount of heat supplied is by increasing or decreasing the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 controlled. Therefore, as compared with the case where the flow rate adjustment valve 52 and the reducing agent storage section 20 in the exhaust pipe 11 are arranged, the exhaust gas of the engine 100 be discharged smoothly when the flow rate of the reducing agent storage section 20 supplied exhaust gas is reduced.

Die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 wird vorzugsweise erhöht, wenn die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge erhöht wird. Auch wenn die Durchflussrate des Abgases maximal ist, wird die Heizung 24 eingeschaltet, sofern der Ammoniakdruck PNH niedriger als der untere Grenzwert Pmin ist. Somit ist eine Möglichkeit gegeben, ein Erwärmen des festen Reduktionsmittels 25 durch die Heizung 24 so weit wie möglich zu reduzieren und damit den Energieverbrauch zu senken.The flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 is preferably increased when the solid reducing agent 25 amount of heat supplied is increased. Even if the flow rate of the exhaust gas is maximum, the heater becomes 24 switched on, provided that the ammonia pressure PNH is lower than the lower limit Pmin. Thus, there is a possibility of heating the solid reducing agent 25 through the heating 24 as much as possible to reduce energy consumption.

[Weitere Ausführungsformen] [Other Embodiments]

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann z.B. auch auf die folgenden Arten ausgeführt werden.

  • • In der obigen Ausführungsform wird die dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführte Wärmemenge in Abhängigkeit von dem Ammoniakdruck PNH gesteuert. Die dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführte Wärmemenge kann jedoch auch in Abhängigkeit von der Temperatur im Innern des Gehäuses 22, welche von dem Temperatursensor 22B erfasst wird, gesteuert werden. Insbesondere nimmt mit Zunahme der Temperatur im Innern des Gehäuses 22 die Menge an von dem festen Reduktionsmittel 25 sublimierten oder verdampften Ammoniakgas oder -dampf zu. Wenn die Temperatur im Innern des Gehäuses 22 niedriger ist, ist auch die Menge an von dem festen Reduktionsmittel 25 sublimiertem oder verdampften Ammoniakgas oder -dampf geringer. Wenn die Temperatur im Innern des Gehäuses 22 höher als ein vorgegebener Wert ist, wird das Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge oder das Durchflussraten-Einstellventil 52 auf eine solche Weise gesteuert, dass der Durchfluss an Motorkühlmittel in der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 erhöht oder die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 verringert wird. Wenn die Temperatur im Innern des Gehäuses 22 niedriger ist als ein vorgegebener Wert, wird der Durchfluss an Motorkühlmittel in der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 verringert oder die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 erhöht. Zur selben Zeit kann die Heizung 24 eingeschalten werden, um dem festen Reduktionsmittel 25 Wärme zuzuführen.
  • • Die dem festen Reduktionsmittel 25 zugeführte Wärmemenge kann anstelle des Ammoniakdrucks PNH in Abhängigkeit von der durch den Abgassensor 16 erfassten Abgastemperatur oder gesteuert werden. Insbesondere ist die Menge an von dem festen Reduktionsmittel 25 verdampften Ammoniakgas größer, wenn die Abgastemperatur höher ist. Bei einer niedrigeren Abgastemperatur ist die Menge an von dem festen Reduktionsmittel 25 verdampften Ammoniakgas geringer. Wenn die Abgastemperatur einen vorgegebenen Temperaturbereich übersteigt, in dem das Ammoniakgas angemessen verdampft wird, werden das Ventil 18 zur Dosierung der Kühlmittelmenge oder das Durchflussraten-Einstellventil 52 auf eine solche Weise gesteuert, dass die Motorkühlmittelmenge in der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 erhöht oder die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 verringert wird. Andererseits wird, wenn die Abgastemperatur unterhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs liegt, die Motorkühlmittelmenge in der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 verringert oder die Durchflussrate des Abgases in der Umgehungsleitung 51 erhöht. Zur selben Zeit kann die Heizung 24 eingeschalten werden, um dem festen Reduktionsmittel 25 Wärme zuzuführen.
  • • In der ersten Ausführungsform ist der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Abgasleitung 11 angeordnet. In der zweiten Ausführungsform ist der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 auf der Umgehungsleitung 51 angeordnet. Die Position des Reduktionsmittel-Speicherabschnitts 20 relativ zu der Abgasleitung 11 oder der Umgehungsleitung 51 ist jedoch nicht hierauf beschränkt, solange die Abgaswärme dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführt werden kann. Der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 kann z.B. von der Abgasleitung 11 beabstandet angeordnet werden, wobei die Abgaswärme von Luft als Wärmeübertragungsmedium zu dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 übertragen werden kann.
  • • In der zweiten Ausführungsform ist die Umgehungsleitung 51 stromabwärts von der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 und der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Umgehungsleitung 51 angeordnet. Die Umgehungsleitung 51 kann jedoch zwischen dem SCR-Katalysator 13 und der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 oder zwischen dem DPF 12 und dem SCR-Katalysator 13 angeordnet sein. Alternativ kann die Umgehungsleitung 51 stromaufwärts von dem DPF 12 angeordnet sein.
  • • In der zweiten Ausführungsform ist ein stromabwärtiges Ende der Umgehungsleitung 51 mit der Abgasleitung 11 verbunden, so dass das Abgas, welches die Umgehungsleitung 51 durchströmt, zu der Abgasleitung 11 zurückgeführt wird. Alternativ kann das Abgas, welches durch die Umgehungsleitung 51 strömt, in die Atmosphäre abgegeben werden.
  • • In den obigen Ausführungsformen durchdringt der Wärmeübertragungsabschnitt 21 die Abgasleitungswand 11a und wird die Abgaswärme dem festen Reduktionsmittel 25 durch den Wärmeübertragungsabschnitt 21 zugeleitet. Das Gehäuse 22 kann jedoch direkt an einer Außenfläche der Abgasleitungswand 11 a angeordnet sein und die Abgaswärme kann dem festen Reduktionsmittel 25 über die Abgasleitungswand 11a zugeleitet werden. Außerdem kann in dem Wärmeübertragungsabschnitt zumindest eine der Wärmeaufnahme-Rippen 21A und der Wärmeabgabe-Rippen 21B weggelassen werden.
  • • Während eines festgelegten Zeitraums nach dem Start des Motors kann die Heizung 24 das feste Reduktionsmittel 25 erwärmen. Beim Starten des Motors ist es denkbar, dass nicht genug Abgaswärme zur Verfügung gestellt werden kann, um von dem festen Reduktionsmittel 25 Ammoniakgas zu erzeugen, da die Abgastemperatur niedrig ist. Daher erwärmt die Heizung 24 das feste Reduktionsmittel 25 während des festgelegten Zeitraums, wodurch eine unzureichende Versorgung an Ammoniak beim Start des Motors zumindest zu einem Teil ausgeglichen wird. Der festgelegte Zeitraum ist so definiert, dass er einer bestimmten verstrichenen Zeitdauer entspricht, nachdem eine Zündung eingeschaltet wurde oder während der die Motordrehzahl eine festgelegte Drehzahl erreicht oder überschreitet.
  • • Für den Fall, dass fester Harnstoff oder festes Ammoniumcarbamat, welches rasch sublimiert, als festes Reduktionsmittel 25 eingesetzt wird, kann das Gehäuse mit einer Reduktionsmittel-Zufuhröffnung versehen sein. Die Menge an durch die Reduktionsmittel-Zufuhröffnung zugeführtem Reduktionsmittel-Feststoff 25 wird der NOx-Menge in dem Abgas entsprechend eingestellt, wobei die dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführte Wärmemenge so gesteuert wird, dass die in dem Gehäuse eingestellte Temperatur eine zum Sublimieren des Reduktionsmittel-Feststoff 25 geeignete Temperatur ist.
  • • Für den Fall, dass der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 an der Umgehungsleitung 51 vorgesehen ist, kann der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 mit der Kühlmittel-Kreislaufleitung 17 versehen sein. Die dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zugeführte Wärmemenge kann in Abhängigkeit von der Durchflussrate des Abgases, der Durchflussrate des Motorkühlmittels und der Heizung 24 gesteuert werden.
  • • In den obigen Ausführungsformen ist die Heizung 24 beispielsweise vorgesehen. Die Heizung 24 kann jedoch auch weggelassen werden.
  • • Wenn zum Beispiel eine Anfangstemperatur für die Erzeugung von Ammoniakgas von dem festen Reduktionsmittel 25 durch Verdampfung oder Pyrolyse niedriger als eine Mindesttemperatur des Abgases ist, kann die Heizung 24 weggelassen werden. Alternativ kann das von dem festen Reduktionsmittel 25 verdampfte Ammoniakgas in dem Gasspeicherabschnitt 27 gespeichert werden, wenn die Abgastemperatur hoch ist. Wenn die Abgastemperatur niedrig ist, wird der Abgasleitung 11 das in dem Gasspeicherabschnitt 27 gespeicherte Ammoniakgas zugeführt. In diesem Fall kann die Heizung 24 weggelassen werden.
  • • In den obigen Ausführungsformen ist bei der Heizung 24 eine elektrische Heizung als Heizelement vorgesehen. Alternativ kann das Heizelement die Wärme durch eine chemische Reaktion erzeugen.
  • • In der ersten Ausführungsform ist der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 stromabwärts von der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14 angeordnet. Alternativ kann der Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 zwischen dem SCR-Katalysator und der Ammoniak-Beseitigungsvorrichtung 14, zwischen dem DPF 12 und dem SCR-Katalysator oder stromaufwärts von dem DPF 12 angeordnet sein.
  • • In den obigen Ausführungsformen reduziert das Motorkühlmittel die dem festen Reduktionsmittel 25 von dem Wärmeübertragungsabschnitt 21 zugeführte Wärmemenge, wenn der Ammoniakgasdruck PNH größer als der obere Grenzwert Pmax ist. Alternativ kann eine (nicht dargestellte) Kühleinrichtung zur Reduzierung der Wärmemenge, die dem festen Reduktionsmittel 25 von dem Wärmeübertragungsabschnitt 21 zugeführt wird, vorgesehen sein.
  • • In den obigen Ausführungsformen wird das in dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 gespeicherte feste Reduktionsmittel 25 als Reduktionsmittel verwendet. Alternativ kann ein flüssiges Reduktionsmittel wie z.B. eine Harnstoff-Wasserlösung anstelle des festen Reduktionsmittels verwendet werden. Das heißt, das flüssige Reduktionsmittel wird in dem Reduktionsmittel-Speicherabschnitt 20 gespeichert und von der Abgaswärme verdampft, um zu einem gasförmigen Reduktionsmittel (Ammoniakgas) zu werden. Das gasförmige Reduktionsmittel strömt durch die Gasleitung 26 in den Gasspeicherabschnitt 27 und wird zunächst in dem Gasspeicherabschnitt 27 gespeichert. Anschließend wird das gasförmige Reduktionsmittel (Ammoniakgas) durch die Austrittsöffnung 15 in die Abgasleitung 11 ausgegeben.
  • • Das SCR-System der vorliegenden Erfindung kann nicht nur auf einen Dieselmotor, sondern auch auf einen Benzinmotor (fremdgezündete Brennkraftmaschine) angewendet werden.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be carried out in the following ways, for example.
  • In the above embodiment, the reducing agent storage section becomes 20 supplied amount of heat as a function of the ammonia pressure PNH controlled. The reducing agent storage section 20 However, the amount of heat supplied can also be dependent on the temperature inside the housing 22 that of the temperature sensor 22B is detected, controlled. In particular, it decreases with increase in temperature inside the case 22 the amount of solid reductant 25 sublimed or vaporized ammonia gas or vapor. When the temperature inside the case 22 is lower, is also the amount of from the solid reducing agent 25 sublimed or vaporized ammonia gas or vapor is lower. When the temperature inside the case 22 higher than a predetermined value, the valve becomes 18 for metering the amount of coolant or the flow rate adjustment valve 52 Controlled in such a way that the flow of engine coolant in the coolant circulation line 17 increases or the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 is reduced. When the temperature inside the case 22 is lower than a predetermined value, the flow of engine coolant in the coolant circulation line becomes 17 decreases or the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 elevated. At the same time, the heater can 24 be turned on to the solid reducing agent 25 To supply heat.
  • • The solid reducing agent 25 amount of heat supplied may instead of the ammonia pressure PNH depending on the by the exhaust gas sensor 16 detected exhaust gas temperature or controlled. In particular, the amount of the solid reducing agent is 25 vaporized ammonia gas larger when the exhaust gas temperature is higher. At a lower exhaust gas temperature, the amount of solid reductant is 25 evaporated ammonia gas less. If the exhaust gas temperature exceeds a predetermined temperature range in which the ammonia gas is adequately evaporated, the valve becomes 18 for metering the amount of coolant or the flow rate adjustment valve 52 controlled in such a way that the engine coolant amount in the coolant circulation line 17 increases or the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 is reduced. On the other hand, when the exhaust gas temperature is below the predetermined temperature range, the engine coolant amount in the coolant circulation line 17 decreases or the flow rate of the exhaust gas in the bypass line 51 elevated. At the same time, the heater can 24 be turned on to the solid reducing agent 25 To supply heat.
  • In the first embodiment, the reducing agent storage section is 20 at the exhaust pipe 11 arranged. In the second embodiment, the reducing agent storage section 20 on the bypass 51 arranged. The position of the reducing agent storage section 20 relative to the exhaust pipe 11 or the bypass 51 however, it is not limited thereto as long as the exhaust heat is provided to the reducing agent storage section 20 can be supplied. The reducing agent storage section 20 can eg from the exhaust pipe 11 be arranged spaced, wherein the exhaust heat of air as the heat transfer medium to the reducing agent storage section 20 can be transferred.
  • In the second embodiment, the bypass is 51 downstream of the ammonia removal device 14 and the reducing agent storage section 20 at the bypass 51 arranged. The bypass line 51 but can be between the SCR catalyst 13 and the ammonia removal device 14 or between the DPF 12 and the SCR catalyst 13 be arranged. Alternatively, the bypass line 51 upstream of the DPF 12 be arranged.
  • In the second embodiment, a downstream end of the bypass is 51 with the exhaust pipe 11 connected so that the exhaust, which is the bypass line 51 flows through, to the exhaust pipe 11 is returned. Alternatively, the exhaust gas passing through the bypass line 51 flows, be discharged into the atmosphere.
  • In the above embodiments, the heat transfer section penetrates 21 the exhaust pipe wall 11a and the exhaust heat becomes the solid reductant 25 through the heat transfer section 21 fed. The housing 22 However, it can directly on an outer surface of the exhaust pipe wall 11 a be arranged and the exhaust heat may be the solid reducing agent 25 over the exhaust pipe wall 11a be forwarded. In addition, in the heat transfer section, at least one of the heat receiving fins 21A and the heat release ribs 21B be omitted.
  • • During a set period of time after starting the engine, the heating may be switched off 24 the solid reducing agent 25 heat. When starting the engine, it is conceivable that not enough exhaust heat can be made available from the solid reducing agent 25 Ammonia gas to produce, since the exhaust gas temperature is low. Therefore, the heating heats up 24 the solid reducing agent 25 during the specified period of time, thereby at least partially compensating for an insufficient supply of ammonia at the start of the engine. The specified period of time is defined as corresponding to a certain elapsed time after ignition is turned on or during which the engine speed reaches or exceeds a predetermined speed.
  • In the case of solid urea or solid ammonium carbamate, which sublimates rapidly, as a solid reducing agent 25 is used, the housing may be provided with a reducing agent supply port. The amount of reductant solid fed through the reductant supply port 25 The amount of NOx in the exhaust gas is adjusted accordingly, and that of the reducing agent storage section 20 supplied amount of heat is controlled so that the temperature set in the housing one for sublimation of the reducing agent solid 25 suitable temperature is.
  • In the event that the reducing agent storage section 20 at the bypass 51 is provided, the reducing agent storage section 20 with the coolant circulation line 17 be provided. The reducing agent storage section 20 amount of heat supplied may vary depending on the flow rate of the exhaust gas, the flow rate of the engine coolant and the heater 24 being controlled.
  • In the above embodiments, the heater is 24 for example provided. The heating system 24 but can also be omitted.
  • For example, if an initial temperature for the production of ammonia gas from the solid reducing agent 25 by evaporation or pyrolysis is lower than a minimum temperature of the exhaust gas, the heating 24 be omitted. Alternatively, that of the solid reducing agent 25 vaporized ammonia gas in the gas storage section 27 be stored when the exhaust gas temperature is high. When the exhaust gas temperature is low, the exhaust pipe becomes 11 in the gas storage section 27 stored ammonia gas supplied. In this case, the heater can 24 be omitted.
  • In the above embodiments, in the heating 24 an electric heater provided as a heating element. Alternatively, the heating element can generate the heat by a chemical reaction.
  • In the first embodiment, the reducing agent storage section is 20 downstream of the ammonia removal device 14 arranged. Alternatively, the reducing agent storage section 20 between the SCR catalyst and the ammonia removal device 14 , between the DPF 12 and the SCR catalyst or upstream of the DPF 12 be arranged.
  • In the above embodiments, the engine coolant reduces the solid reducing agent 25 from the heat transfer section 21 amount of heat supplied when the ammonia gas pressure PNH is greater than the upper limit Pmax. Alternatively, a cooling device (not shown) for reducing the amount of heat that the solid reducing agent 25 from the heat transfer section 21 is supplied, be provided.
  • In the above embodiments, in the reducing agent storage section 20 stored solid reducing agents 25 used as a reducing agent. Alternatively, a liquid reducing agent such as a urea-water solution may be used instead of the solid reducing agent. That is, the liquid reducing agent becomes in the reducing agent storage section 20 stored and vaporized by the exhaust heat to become a gaseous reducing agent (ammonia gas). The gaseous reducing agent flows through the gas line 26 in the gas storage section 27 and first in the gas storage section 27 saved. Subsequently, the gaseous reducing agent (ammonia gas) through the outlet opening 15 in the exhaust pipe 11 output.
  • The SCR system of the present invention can be applied not only to a diesel engine but also to a gasoline engine (spark ignition engine).

Claims (6)

Abgasreinigungssystem mit Steuervorrichtung, welches mit einem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (13), einem Speicherabschnitt (20), der ein festes oder flüssiges Reduktionsmittel (25) speichert, einem Heizabschnitt (21, 22), der das feste oder flüssige Reduktionsmittel (25) erhitzt, und einer Reduktionsmittel-Zuführeinrichtung (15, 31), um einer Abgasleitung (11) stromaufwärts des selektiven katalytischen Reduktionskatalysators (13) ein gasförmiges Reduktionsmittel zuzuführen, welches durch Erhitzen des festen oder flüssigen Reduktionsmittels verdampft worden ist, versehen ist, wobei - der Heizabschnitt (21) die Abgaswärme in der Abgasleitung (11) als Wärmequelle verwendet, und - eine Wärme-Steuerungseinrichtung (40) eine Wärmezufuhrmenge eines Abgases steuert, die von dem Heizabschnitt (21) dem Speicherabschnitt (20) zugeführt wird.An exhaust gas purification system with a control device which comprises a selective catalytic reduction catalyst (13), a storage section (20) which stores a solid or liquid reducing agent (25), a heating section (21, 22) which heats the solid or liquid reducing agent (25), and a reducing agent supply means (15, 31) an exhaust pipe (11) upstream of the selective catalytic reduction catalyst (13) to supply a gaseous reducing agent which has been evaporated by heating the solid or liquid reducing agent, wherein - the heating portion (21) the exhaust heat in the exhaust pipe (11) as a heat source is used, and - a heat control means (40) controls a heat supply amount of an exhaust gas, which is supplied from the heating section (21) to the storage section (20). Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1, das ferner eine Durchflussraten-Einstelleinrichtung (51, 52) aufweist, um eine Durchflussrate des Abgases einzustellen, welches die Wärmequelle des Heizabschnitts (21) ist, wobei die Wärme-Steuerungseinrichtung (40) die Durchflussrate des Abgases durch Ansteuern der Durchflussraten-Einstelleinrichtung (51, 52) steuert, um die Wärmezufuhrmenge zu steuern.Emission control system according to Claim 1 further comprising flow rate setting means (51, 52) for adjusting a flow rate of the exhaust gas which is the heat source of the heating portion (21), the heat control means (40) controlling the flow rate of the exhaust gas by controlling the flow rate setting means (51). 51, 52) controls to control the amount of heat input. Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei - der Speicherabschnitt (20) eine Kühlmittelleitung (17) aufweist, durch die ein Motorkühlmittel strömt, und - die Wärme-Steuerungseinrichtung (40) eine Einrichtung aufweist, um zu bestimmen, ob die von dem Heizabschnitt (21) dem Speicherabschnitt (20) zugeführte Wärmemenge zu groß ist, und eine Einrichtung, um die dem Speicherabschnitt (20) zugeführte Wärmemenge durch das Kühlmittel, das durch die Kühlmittel-Leitung (17) strömt, zu reduzieren, wenn bestimmt wird, dass die dem Speicherabschnitt (20) zugeführte Wärmemenge zu groß ist.Emission control system according to Claim 1 or 2 wherein the storage section (20) includes a coolant line (17) through which engine coolant flows, and - the heat control device (40) includes means for determining whether the heating section (21) of the storage section (20 supplied amount of heat is too large, and means for reducing the amount of heat supplied to the storage portion (20) by the coolant flowing through the coolant line (17) when it is determined that the supplied to the storage portion (20) Amount of heat is too large. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei - der Heizabschnitt (21, 22) ein Heizelement (24) aufweist, welches durch elektrische Energie Wärme erzeugt, und - die Wärme-Steuerungseinrichtung (40) eine Einrichtung aufweist, um zu bestimmen, ob die Wärmezufuhr von dem Heizabschnitt (21, 22) zu dem Speicherabschnitt (20) unzureichend ist, und eine Einrichtung, um eine Wärmezufuhr von dem Heizelement (24) zu dem Speicherabschnitt (20) durchzuführen, wenn bestimmt wird, dass die Wärmezufuhr zu dem Speicherabschnitt (20) unzureichend ist.Emission control system according to one of Claims 1 to 3 in which - the heating section (21, 22) has a heating element (24) which generates heat by electrical energy, and - the heat control device (40) has a device for determining whether the supply of heat from the heating section (21, 22) to the storage portion (20) is insufficient, and means for supplying heat from the heating element (24) to the storage portion (20) when it is determined that the heat supply to the storage portion (20) is insufficient. Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiterhin aufweist: - einen Filter (12), der Partikeln in dem Abgas einfängt, und - einen Oxidationskatalysator (14), der eine Oxidationsreaktion von Stickoxid in dem Abgas beschleunigt, wobei - der Heizabschnitt (21, 22) als Wärmequelle Abgaswärme stromabwärts von dem selektiven katalytischen Reduktionskatalysator (13), dem Filter (12) oder dem Oxidationskatalysator (14) aufnimmt.Emission control system according to one of Claims 1 to 4 , which further comprises: - a filter (12) that traps particulates in the exhaust gas, and - an oxidation catalyst (14) that accelerates an oxidation reaction of nitrogen oxide in the exhaust gas, wherein - the heating section (21, 22) serves as a heat source exhaust heat downstream from the selective catalytic reduction catalyst (13), the filter (12) or the oxidation catalyst (14). Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das weiterhin aufweist: - einen Gasspeicherabschnitt (27), der das durch das Erhitzen des Heizabschnitts (21, 22) erzeugte gasförmige Reduktionsmittel speichert, wobei der Gasspeicherabschnitt (27) zwischen dem Speicherabschnitt (20) und der Reduktionsmittel-Zuführeinrichtung (15, 31) angeordnet ist, wobei - die Wärme-Steuerungseinrichtung (40) die dem Speicherabschnitt (20) von dem Heizabschnitt (21, 22) zugeführte Wärmemenge in Abhängigkeit von einem Druck in dem Gasspeicherabschnitt (27) steuert.Emission control system according to one of Claims 1 to 5 further comprising: - a gas storage section (27) storing the gaseous reducing agent generated by heating the heating section (21, 22), the gas storage section (27) being interposed between the storage section (20) and the reducing agent supply device (15, 31 ), wherein - the heat control means (40) controls the heat amount supplied to the storage section (20) from the heating section (21, 22) in response to a pressure in the gas storage section (27).
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